Прес-форма є основним технологічним обладнанням автомобільної промисловості. Понад 90% деталей у виробництві автомобілів потребують формування за допомогою прес-форми. Для виготовлення звичайного автомобіля потрібно близько 1500 комплектів прес-форм, з яких близько 1000 комплектів штампувальних матриць. Під час розробки нових моделей 90% робочого навантаження пов'язане зі зміною профілю кузова. Близько 60% вартості розробки нових моделей використовується на розробку процесів та обладнання для кузова та штампування. Близько 40% загальної вартості виробництва автомобіля становить вартість штампування кузова та його складання.
У розвитку автомобільної прес-індустрії в країні та за кордоном технологія прес-форм демонструє такі тенденції розвитку.
По-перше, тривимірний дизайн форми був закріплений
Тривимірне проектування прес-форми є важливою частиною технології цифрового проектування прес-форм та основою для інтеграції проектування, виробництва та контролю прес-форм. Японські компанії, Toyota, США та інші компанії досягли тривимірного проектування прес-форм та отримали хороші результати застосування. Варто вивчити деякі практики, прийняті зарубіжними країнами у тривимірному проектуванні прес-форм. Окрім сприяння інтегрованому виробництву, тривимірне проектування прес-форми зручне для перевірки інтерференції та може виконувати аналіз інтерференції руху для вирішення проблеми двовимірного проектування.
По-друге, моделювання процесу штампування (CAE) є більш помітним
В останні роки, з швидким розвитком комп'ютерного програмного та апаратного забезпечення, технологія моделювання (CAE) процесу пресування відіграє дедалі важливішу роль. У Сполучених Штатах, Японії, Німеччині та інших розвинених країнах технологія CAE стала необхідною частиною процесу проектування та виготовлення прес-форм, широко використовується для прогнозування дефектів формування, оптимізації процесу штампування та структури прес-форм, підвищення надійності конструкції прес-форм та скорочення часу випробувань. Багато вітчизняних компаній з виробництва автомобільних прес-форм досягли значного прогресу у застосуванні CAE та досягли хороших результатів. Застосування технології CAE може значно знизити вартість випробувальної прес-форми та скоротити цикл розробки штампувального штампа, що стало важливим засобом забезпечення якості прес-форми. Технологія CAE поступово трансформує проектування прес-форм з емпіричного проектування в наукове проектування.
По-третє, технологія цифрових прес-форм стала мейнстрімом
Швидкий розвиток технології цифрового лиття за останні роки є ефективним способом вирішення багатьох проблем, що виникають під час розробки автомобільних прес-форм. Так звана технологія цифрового лиття - це застосування комп'ютерних технологій або автоматизованих технологій (CAX) у процесі проектування та виготовлення прес-форм. Підсумуйте успішний досвід вітчизняних та зарубіжних підприємств з виробництва автомобільних прес-форм у застосуванні автоматизованих технологій. Технологія цифрового лиття для автомобілів включає в себе такі аспекти: 1. Проектування для технологічності (DFM), яке враховує та аналізує технологічність під час проектування, щоб забезпечити успіх процесу. 2. Допоміжна технологія проектування поверхні прес-форми розробляє інтелектуальну технологію проектування профілю. 3. CAE допомагає в аналізі та моделюванні процесу штампування, прогнозуючи та вирішуючи можливі дефекти та проблеми формування. 4. Заміна традиційного двовимірного проектування тривимірним проектуванням структури прес-форми. 5. Процес виготовлення прес-форм використовує технології CAPP, CAM та CAT. 6. Під керівництвом цифрових технологій вирішуються проблеми в процесі випробувань та у виробництві штампування.
По-четверте, швидкий розвиток автоматизації обробки прес-форм
Передові технології та обладнання обробки є важливою основою для підвищення продуктивності та забезпечення якості продукції. Нерідко в передових компаніях з виробництва автомобільних форм верстати з ЧПК, пристрої автоматичної зміни інструменту (ATC), оптоелектронні системи керування автоматичною обробкою та онлайн-вимірювальні системи для заготовок є предметом поширення. Обробка на верстатах з ЧПК еволюціонувала від простої обробки профілів до повномасштабної обробки профільних та конструкційних поверхонь. Від середньої та низької швидкості обробки до високошвидкісної обробки, технологія автоматизації обробки швидко розвивалася.
5. Технологія штампування високоміцних сталевих пластин є напрямком розвитку майбутнього.
Високоміцні сталі чудово використовуються в автомобілях завдяки своїм чудовим характеристикам щодо коефіцієнта текучості, характеристик зміцнення при деформації, здатності розподіляти деформації та поглинання енергії зіткнення. Наразі високоміцні сталі, що використовуються в автомобільних штампованих деталях, включають переважно сталь, загартовану фарбою (сталь BH), дуплексну сталь (сталь DP) та пластичну сталь, індуковану фазовим переходом (сталь TRIP). Міжнародний проект надлегких кузовів (ULSAB) очікує, що 97% передових концептуальних моделей (ULSAB-AVC), запущених у 2010 році, будуть високоміцними сталями, а частка передових високоміцних сталевих листів у матеріалах транспортних засобів перевищить 60%, а дуплексна сталь становитиме 74% сталевого листа для транспортних засобів.
Серія м'яких сталей, що базуються переважно на сталі IF, яка зараз широко використовується, буде замінена серією високоміцних сталевих листів, а високоміцна низьколегована сталь буде замінена двофазною сталлю та надвисокоміцною сталлю. Наразі застосування високоміцних сталевих листів для вітчизняних автомобільних деталей здебільшого обмежується конструкційними деталями та деталями балок, а міцність на розтяг використовуваних матеріалів перевищує 500 МПа. Тому швидке освоєння технології штампування високоміцних сталевих листів є важливим питанням, яке потребує термінового вирішення в автомобільній промисловості Китаю.
По-шосте, нові форми для виробництва випущені у належний час
З розвитком високої ефективності та автоматизації виробництва автомобільного штампування, прогресивна штампувальна форма буде ширше використовуватися у виробництві деталей для автомобільного штампування. Штампувальні деталі складних форм, особливо малі та середні складні штампувальні деталі, які потребують кількох пар пуансонів у традиційному процесі, все частіше формуються за допомогою прогресивної штампувальної форми. Прогресивна штампувальна форма - це високотехнологічний прес-форма з високою технічною складністю, високою точністю виготовлення та тривалим виробничим циклом. Багатостанційна прогресивна штампувальна форма стане однією з ключових прес-форм, розроблених у Китаї.
Сьоме, матеріали для прес-форм та технології обробки поверхні будуть використані повторно
Якість та експлуатаційні характеристики матеріалу прес-форми є важливим фактором, що впливає на якість, термін служби та вартість прес-форми. В останні роки, окрім різноманітних високоміцних та зносостійких штампувальних сталей для холодного оброблення, загартованих полум'ям штампувальних сталей для холодного оброблення, порошкової металургії, використання чавунних матеріалів у штампувальних штампах великих та середніх розмірів за кордоном є доцільним. Тенденція розвитку викликає занепокоєння. Ковкий чавун має добру міцність та зносостійкість, а також хороші зварювальні характеристики, оброблюваність та поверхневе зміцнення, а вартість нижча, ніж у легованого чавуну. Тому він широко використовується в штампувальних штампах для автомобілів.
Вісім, науковий менеджмент та інформатизація є напрямком розвитку прес-підприємств
Ще одним важливим аспектом розвитку технології автомобільних прес-форм є науковий та інформаційний менеджмент. Науковий менеджмент дозволив компаніям з виробництва прес-форм постійно розвиватися в напрямку своєчасного та бережливого виробництва. Управління підприємством стало точнішим, ефективність виробництва значно покращилася, а неефективні установи, зв'язки та персонал постійно оптимізувалися. З розвитком сучасних технологій управління широко використовуються багато передових інструментів управління інформацією, включаючи систему управління ресурсами підприємства (ERP), управління взаємовідносинами з клієнтами (CRM), управління ланцюгами поставок (SCM), управління проектами (PM) тощо.
Дев'ять, вишукане виготовлення прес-форми є неминучою тенденцією
Так зване витончене виробництво прес-форми стосується процесу розробки та результатів виробництва прес-форми, зокрема раціоналізації процесу штампування та проектування структури прес-форми, високої точності обробки прес-форми, високої надійності прес-форми та суворого управління технологією. Ретельне виготовлення прес-форм – це не окрема технологія, а комплексне відображення методів проектування, обробки та управління. Окрім технічної досконалості, реалізація високоякісного виробництва прес-форм також гарантується суворим управлінням.
Час публікації: 23 квітня 2023 р.